基于單片機控制的太陽能led路燈節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-11-13 12:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 結(jié)構(gòu)圖 本設(shè)計的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 該系統(tǒng)本著充分利用太陽能和實現(xiàn)路燈照明系統(tǒng)的智能化 為目的，以單片機為控制核心，自行設(shè)計了一套太陽能 LED 路燈智能節(jié)能照明系統(tǒng)。 本設(shè)計是在原有太陽能路燈電路的基礎(chǔ)上，加上熱釋電紅外傳感器改良而來的。通過熱釋電紅外傳感器感應(yīng)是否有人通過，將人體所攜帶的溫度信號轉(zhuǎn)化為電信號，從而實現(xiàn)當(dāng)有人經(jīng)過時路燈亮度自動開啟，無人經(jīng)過路燈亮度自動關(guān)閉的節(jié)能效果。 圖 12 系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)圖 處理模塊 LED 發(fā)光模塊 電源模塊 光電控制模塊 人為活動感知模塊 4 該設(shè)計由 5 個模塊組成 如圖 12 所示，分別為 負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理與外部電路控制的主控處理模塊、給其他電路提供電源的電源供電模塊、用于根據(jù)白天和晚上的亮度自動啟動或關(guān)閉 LED 燈的光控模塊及感知外界是否有人在活動的人為活動感知模塊和發(fā)光模塊。 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計 太陽能 LED 路燈系統(tǒng)由太陽能電池組、蓄電池組、控制器、 LED 照明燈組成。太陽能路燈系統(tǒng)實質(zhì)上是一個小的獨立光伏系統(tǒng) ,太陽能 LED 路燈系統(tǒng)的硬件構(gòu)成如圖 21 所示。 圖 21 太陽能 LED 路燈系統(tǒng)的構(gòu)成圖 在太陽能 LED 路燈系統(tǒng)中 ,整個 LED 路燈系統(tǒng)中的控制核心部件是電源控制器 ,它既控制太陽能電池板給蓄電池充電 ,又控制蓄電池向 LED 路燈供電 ,還具有著對整個系統(tǒng)的實時狀態(tài)檢測和監(jiān)控的功能。因此 ,要求該控制器必須持續(xù)、穩(wěn)定、安全地運行 ,肩負(fù)著延長光伏板、蓄電池以及 LED 燈等使用壽命的職責(zé) ,具有極為重要的作用。 目前 ,大部分太陽能電源控制器的現(xiàn)狀是 :一是控制簡單 ,功能單一 ,僅采用簡單的恒流充電法或恒壓充電法。前一種充電方法控制簡單 ,但到充電后期 ,充電 5 電流使水電解 ,產(chǎn)生氣體 ,影響蓄電池的使用壽命。后一種充電方法 ,則須有嚴(yán)格而且恒定的充電電壓 ,同時蓄電池的內(nèi)阻隨電量而變化 ,充電過程電流的不恒 定 ,嚴(yán)重影響蓄電池的使用。二是控制器通常在控制蓄電池給負(fù)載供電時 ,沒有控制蓄電池的放電終點電壓 ,這樣會導(dǎo)致蓄電池的深度放電從而影響蓄電池的使用壽命。三是對 LED 路燈保護(hù)措施簡單 ,工作過程中 ,僅一種電壓或電流驅(qū)動。蓄電池電量供電充足時 ,亮度過量 。蓄電池電量供電不足時 ,亮度過暗 ,既不能充分保護(hù)LED 路燈 ,也不能充分延長亮燈時間。 針對以上的發(fā)光控制情況 ,本系統(tǒng)采用 Intel8051 單片機為核心 ,主要由 :傳感器部分、控制器部分和 LED 驅(qū)動電路部分組成。組成一個集采集、處理、控制為一身的自動控制系統(tǒng) ,其原理框圖見圖 22 所示。 圖 22 LED 智能照明控制系統(tǒng)整體硬件框圖 傳感器部分 被動式熱釋電紅外探測器 本系統(tǒng)采用的傳感器是被動式熱釋電紅外探測器，其防盜功能完善，利用被動式熱釋電紅外探測器檢測到人體輻射的紅外線，將其信號發(fā)送到 Intel8051 6 控制器，然后由控制器傳送到可見光探測感應(yīng)器是否開啟路燈，如果判斷是，則信號會通過 D/A 轉(zhuǎn)換放大電路輸送到 LED 驅(qū)動電路，以達(dá)到開啟路燈的目的。 基本工作原理是：利用被動式熱釋電紅外傳感器檢測到人體輻射的紅外線，當(dāng)檢測到紅外信號變化時，將其轉(zhuǎn)化為微弱的電信號，經(jīng)過信號處理電路對電信號進(jìn)行過濾、放大、比較，輸出高電平信息發(fā)送到控制器。 因此在被動紅外探測器的 區(qū)域 內(nèi)，當(dāng)無人 通過 時，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的只是背景溫度，當(dāng) 有 人 經(jīng)過 警戒區(qū) 時 ，通熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到人體溫度與背景溫度的差異，信號被采集 傳送到控制器 以后，由軟件對該 信號 采集的數(shù)據(jù)與系統(tǒng)內(nèi)存中已經(jīng)存在的前期探測數(shù)據(jù)進(jìn)行延時比較，以判斷是否真的有人 進(jìn)入紅外區(qū)域 ，還是只是環(huán)境波動，甚至是元件自身內(nèi)部噪 聲的影響，以免發(fā)生誤判斷。因此，紅外探測傳感部分軟硬件主要是通過探測環(huán)境紅外線變化來判斷是否有人進(jìn)入需
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